Von klein nach groß: Bienen ordnen wie Menschen und Vögel Zahlen nach einer Reihe von mentalen Zahlen, wie ein Experiment gezeigt hat. Folglich ordnen Insekten kleine Zahlen räumlich links und große Zahlen rechts zu. Dies deutet darauf hin, dass auch Wirbellose Zahlenmengen mental auf die gleiche Weise verarbeiten wie wir. Anders als lange angenommen, konnte diese Zahlenreihe kein kulturelles Phänomen sein, sondern ein biologisches zwischen den Arten.
Der mentale Zahlenstrahl ist eine Form der räumlichen Darstellung von Zahlen, die kleine Zahlen der linken Seite und große Zahlen der rechten Seite zuordnet. Lange Zeit ging die Forschung davon aus, dass nur Menschen so mit Zahlen umgehen und wir uns die Methode erst kulturell aneignen müssen. Als jedoch mentale Zahlenfolgen bei Neugeborenen und schließlich bei Vögeln gefunden wurden, geriet die Theorie ins Wanken.
Doch wie verbreitet sind Zahlenreihen im Tierreich? Haben Insekten sie auch? Diese Frage kann durch Testbienen beantwortet werden. Ihr hervorragendes mathematisches Gespür haben Tiere bereits in früheren Experimenten unter Beweis gestellt. Sie können Mengen schätzen, das Konzept der Null verstehen, einfache Rechenaufgaben lösen und Mengen abstrakte Symbole zuweisen.
Alle drei führen zu Zuckersaft
Aber haben Bienen auch mentale Zahlenfolgen? Um das herauszufinden, stellte ein Forschungsteam unter der Leitung von Martin Giurfa vom Animal Cognition Research Center in Toulouse, Frankreich, Bienen vor eine neue Herausforderung. Zuerst trainierten die Wissenschaftler sie darauf, die Zahl Drei mit einer zuckerhaltigen Saftbelohnung in Verbindung zu bringen. Sie stellten diese Zahl als eine Menge identischer Formen dar, zum Beispiel drei Dreiecke oder drei Kreise.
Der Versuchsaufbau: In einer speziellen Holzkiste muss sich die Biene eine der Gabeln aussuchen. © Giurfa et al./PNAS/CC-by 4.0
Im nächsten Schritt mussten die Tiere das Gelernte in speziellen Y-förmigen Holzkisten anwenden. Sobald sie in die Testbox einflogen, konnten sie zwischen zwei Ausgängen für den Rückweg wählen, einen mit einem Drei-Punkte-Symbol und einen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Symbolen. Die meisten Bienen erkannten erfolgreich das Dreifachsymbol und steuerten in der Hoffnung auf Zuckersaft darauf zu.
Liebe, kläre es auf
Aber wie nehmen Tiere drei im Vergleich zu anderen Zahlen wahr? Um dies zu beantworten, rekonstruierten Wissenschaftler die Holzkiste. Wenn die Tiere nun flogen, konnten sie zwischen zwei identischen Symbolen wählen. Je nach Runde war es zweimal ein Eins-Symbol oder zweimal ein Fünf-Symbol. Theoretisch wäre es egal gewesen, welchen Ausgang die Tiere wählten.
Allerdings: In der Box mit den Eins-Symbolen wählten 93 Prozent der Bienen das linke Symbol, während in der Box mit den fünf Symbolen 79 Prozent nach rechts flogen. Aber wieso? Die Forscher vermuteten, dass dies mit einer gedanklichen Rangfolge von Zahlenwerten zusammenhängt: Da die Bienen darauf trainiert waren, Dreier zu bilden, erschien es ihnen sinnvoller, dass links eine niedrigere und rechts eine höhere Zahl stehen sollte. .
Um diese Deutung zu testen, wiederholten Giurfa und sein Team das Experiment in abgewandelter Form, indem sie beispielsweise die Bienen zunächst darauf trainierten, das eine Symbol anstelle der drei zu verwenden. Das Ergebnis war aber immer dasselbe: Waren die identischen Symbole beim zweiten Wurf größer als der gelernte Vergleichswert, flogen die meisten Bienen nach rechts; waren sie kleiner, flogen sie nach links.
Mentale Zahlenreihen in allen Wesen mit Zahlensinn
Laut dem Forscherteam zeigt dies, dass Bienen Nummern auch anhand einer Reihe von mentalen Zahlen bestellen. Die Links-Rechts-Richtung der Zahlenreihe könnte damit zusammenhängen, dass viele Tierarten asymmetrische Gehirnhälften haben, erklären die Biologen. Beispielsweise haben frühere Experimente am Menschen gezeigt, dass unsere linke Hemisphäre hauptsächlich kleinere Zahlen verarbeitet und unsere rechte Hemisphäre größere.
Aber das ist nicht alles. Giurfa und Kollegen vermuten, „dass die mentale Zahlenfolge eine Form der numerischen Repräsentation ist, die sich in allen Nervensystemen mit Zahlensinn entwickelt hat, unabhängig von ihrer neuronalen Komplexität.“ weiter verbreitet und allgemeiner als bisher angenommen.
Zusammengenommen legen diese Ergebnisse nahe, dass die Links-Rechts-Orientierung im Gegensatz zu dem, was lange angenommen wurde, wahrscheinlich eher biologisch als kulturell ist. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022, doi: 10.1073/pnas.2203584119)
Quelle: Proceedings of the National Academy of Sciences
7. November 2022
-Anna Manz